專利名稱：非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站方法及基帶處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，具體涉及移動(dòng)通信技術(shù)的碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種可將移動(dòng)通信系統(tǒng)中，碼分多址多扇區(qū)非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，本發(fā)明還涉及用于將移動(dòng)通信系統(tǒng)中碼分多址多扇區(qū)非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)。
CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)已開始得到應(yīng)用，已經(jīng)商用的典型例子為美國的IS-95系統(tǒng)，正在標(biāo)準(zhǔn)化的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)也普遍采用CDMA技術(shù)。與其它體制移動(dòng)通信系統(tǒng)如時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)相比，CDMA具有容量和業(yè)務(wù)質(zhì)量上的優(yōu)勢，但CDMA內(nèi)在頻譜統(tǒng)計(jì)復(fù)用和無線信道惡劣等特點(diǎn)還是限制了CDMA的容量，移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展迫切要求CDMA系統(tǒng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升其系統(tǒng)性能。在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通過采用空間分集或極化分集可以提高信號(hào)的接收功率，但不能降低干擾的功率，為此，在現(xiàn)有的CDMA實(shí)施方法中普遍采用小區(qū)扇區(qū)化的技術(shù)，典型的為將一個(gè)小區(qū)分為三個(gè)或六個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)采用兩副覆蓋120度或60度角區(qū)域的定向天線，這樣依靠空間分集提高了信號(hào)接收功率，依靠天線的方向性增益降低了CDMA系統(tǒng)中的用戶之間的多址干擾，最終提高了系統(tǒng)的性能。但若將小區(qū)化分為過多的扇區(qū)將帶來許多問題，包括過多的扇區(qū)將導(dǎo)致更多的扇區(qū)之間的更軟切換，導(dǎo)致基站和基站控制器之間很大的信令負(fù)擔(dān)，更軟切換需要兩個(gè)扇區(qū)為用戶同時(shí)分配無線資源，有可能完全抵消扇區(qū)化帶來的容量增益。
隨著網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，原來的移動(dòng)通信系統(tǒng)需要擴(kuò)容，一種方法是增加新的載頻，這種方法需要新的頻譜資源，但無線頻譜資源并不是無限的，另一種方法是小區(qū)分裂，這種方法需要構(gòu)建新的基站，而過度的小區(qū)分裂導(dǎo)致中繼效率的下降。
本發(fā)明的目的在于，提供一種非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，可克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，利用這種方法無需重新選址也無需新的頻譜資源，即可將非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站，從而提高移動(dòng)通訊系統(tǒng)的容量和通訊質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)在多用戶通訊的情況下，對上、下行發(fā)射波束的選擇和疊加，完成多用戶信號(hào)的合成，從而快捷地達(dá)到基站的升級(jí)。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的構(gòu)造一種非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，包括如下步驟更換或增加基站中需升級(jí)扇區(qū)的部份硬件，所述部分硬件包括天線、饋線、部分射頻硬件和放大器；使用數(shù)字波束(DBF)或射頻波束形成方法預(yù)先形成一組上下行波束覆蓋基站所需升級(jí)的區(qū)域；在上行方向基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換或不處于更軟切換兩種情況，通過基帶的多分支合并技術(shù)將陣列天線波束多徑信號(hào)和其它非升級(jí)扇區(qū)天線多徑信號(hào)合并；在下行方向基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換或不處于更軟切換兩種情況和上行多徑分布，選擇升級(jí)扇區(qū)下行波束或其它非升級(jí)扇區(qū)天線發(fā)射下行信號(hào)。
在按照本發(fā)明提供的非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法中，所述更換或增加基站的硬件步驟中，包括以下步驟將常規(guī)天線，如分集天線更換為具有N個(gè)單元的陣列天線；增加饋線到N個(gè)；增加射頻前端、射頻通道到N個(gè)；將原來的大功率放大器改換為N個(gè)小功率放大器；增加相應(yīng)的通道校正部分；增加波束形成網(wǎng)絡(luò)以形成接收和發(fā)射波束，其中N為自然數(shù)。
在按照本發(fā)明提供的非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法中，所述更換或增加基站硬件的步驟中，還包括更改基帶電路的步驟，以完成信號(hào)處理的功能。
在按照本發(fā)明提供的非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法中，所述使用數(shù)字波束(DBF)或射頻波束形成上下行波束的步驟，包括天線信號(hào)的接收和發(fā)射以及信號(hào)的加權(quán)和移相處理步驟；其中信號(hào)的加權(quán)處理與移相處理過程使得各陣元接收或發(fā)射的基帶信號(hào)互相干涉，在確定的需要升級(jí)區(qū)域形成特定波束。
在按照本發(fā)明提供的非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法中，所述上行方向基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)狀態(tài)，將基帶多分支進(jìn)行合并包括如下步驟
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)不處于更軟切換時(shí)，對于傳統(tǒng)天線服務(wù)的扇區(qū)仍舊采用常規(guī)工作方式，不進(jìn)行修改，對于陣列天線服務(wù)的扇區(qū)上行鏈路處理方法是選擇有用戶多徑信號(hào)分布的某個(gè)或某幾個(gè)波束作為接收工作波束，然后通過多分支合并技術(shù)將各個(gè)波束的多徑能量較強(qiáng)的多徑信號(hào)合并；當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換時(shí)，處理上行鏈路的方法是選擇所有的輸入信號(hào)，包括多波束空間濾波后的多徑信號(hào)和傳統(tǒng)天線接收的多徑信號(hào)進(jìn)行處理，將有用信號(hào)能量較強(qiáng)的多徑合并，完成更軟切換操作。
在按照本發(fā)明所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法中，所述下行方向基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)狀態(tài)進(jìn)行選擇包括如下步驟所述移動(dòng)臺(tái)不處于更軟切換時(shí)，這樣發(fā)射下行信號(hào)將不升級(jí)扇區(qū)天線信號(hào)按常規(guī)方式發(fā)射，對升級(jí)扇區(qū)陣列波束信號(hào)，基站檢測上行鏈路的用戶信息如到達(dá)角度或上行波束接收用戶幅度，在此基礎(chǔ)上形成下行波束實(shí)現(xiàn)下行鏈路定向發(fā)射；移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換時(shí)，這樣發(fā)射下行方向的波束將下行鏈路信號(hào)在兩個(gè)扇區(qū)的天線同時(shí)發(fā)射，對升級(jí)為陣列天線的扇區(qū)可選擇某個(gè)或幾個(gè)波束進(jìn)行波束定向發(fā)射，對傳統(tǒng)天線扇區(qū)采用常規(guī)的下行鏈路工作方式。
在按照本發(fā)明所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法中，所述下行波束定向發(fā)射步驟中還包括下述兩種選擇步驟當(dāng)多徑分布集中時(shí)，在預(yù)先形成的多個(gè)波束中選擇一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度最高的波束作為發(fā)射波束；
當(dāng)多徑分布分散時(shí)，在預(yù)先形成的多個(gè)波束中選擇若干個(gè)信號(hào)強(qiáng)度高的波束作為發(fā)射波束。
本發(fā)明的另一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采樣總線、空時(shí)二維接收模塊和下行波束選擇處理模塊，所述數(shù)據(jù)采樣總線的接口上連接有上行波束網(wǎng)絡(luò)和分集天線，所述空時(shí)二維接收模塊分別與所述數(shù)據(jù)采樣總線和波束選擇處理模塊相連接，所述空時(shí)二維接收模塊的接口上連接有譯碼電路，波束選擇處理模塊的接口上連接有擴(kuò)頻加擾用戶信號(hào)流電路。
在按照本發(fā)明所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)中，所述空時(shí)二維接收模塊中設(shè)置有搜索模塊、與所述搜索模塊相連接的多個(gè)跟蹤分支模塊，與所述多個(gè)跟蹤分支模塊相連接的多徑合并模塊，所述搜索模塊、跟蹤分支模塊，與數(shù)據(jù)總線相連接，所述多徑合并模塊與譯碼電路相連接。
在按照本發(fā)明所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)中，所述波束選擇處理開關(guān)中設(shè)置有下行波束發(fā)射網(wǎng)絡(luò)，與所述網(wǎng)絡(luò)相連接用于選擇網(wǎng)絡(luò)中波束個(gè)數(shù)的模擬軟件開關(guān)模塊，所述軟件開關(guān)模塊分別與擴(kuò)頻加擾用戶信號(hào)流電路和空時(shí)二維接收模塊中的搜索模塊連接。
利用本發(fā)明提供的非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，將一個(gè)CDMA非智能天線系統(tǒng)部分升級(jí)為CDMA智能天線系統(tǒng)時(shí)，基站控制器部分僅做少量的軟件修改以便進(jìn)行相應(yīng)的切換、功率控制等無線資源管理算法修改，基站部分需要改動(dòng)或增加的部分包括陣列天線、饋線、射頻通道、射頻前端、功率放大器、基帶處理，而基站內(nèi)部數(shù)據(jù)總線、基站內(nèi)部交換、基站與基站控制器的接口單元和傳輸部分通過在設(shè)計(jì)基站時(shí)通過預(yù)留資源不做修改，從而可最大限度地節(jié)約投資。同時(shí)，通過本發(fā)明，可將智能天線系統(tǒng)中陣列信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用在碼分多址的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，智能天線跟蹤每個(gè)建立通信連接的移動(dòng)用戶，以較窄的波束定向發(fā)射和接收信號(hào)，與全方向天線和扇區(qū)天線相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)通過依靠窄的波束帶來的天線增益，改善了信號(hào)的接收質(zhì)量，或者說在保持同樣信號(hào)接收質(zhì)量的條件下增加了基站的覆蓋范圍，提高系統(tǒng)能夠支持的業(yè)務(wù)量。與采用分集天線，定向天線的非智能天線系統(tǒng)相比，智能天線帶來的好處是不需要太多的基站內(nèi)部更軟切換(扇區(qū)之間的切換)，可以靈活地適應(yīng)不斷變化的移動(dòng)環(huán)境，帶來更大的容量或其它性能增益。
下面結(jié)合附圖，用優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，附圖中

圖1為一種采用非智能天線系統(tǒng)的基帶信號(hào)接收發(fā)射方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為采用本發(fā)明所述方法構(gòu)成的一種蜂窩通信系統(tǒng)的小區(qū)蜂窩結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為采用本發(fā)明構(gòu)成的一種將三扇區(qū)非智能天線基站部分升級(jí)為智能天線基站時(shí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明方法所用智能天線基站基帶處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖5為本發(fā)明所述升級(jí)方法中預(yù)多波束智能天線工作模式中上行方向接收、下行方向發(fā)射波束配置示意圖；圖6為表示采用本發(fā)明升級(jí)方法將非智能天線系統(tǒng)部分升級(jí)為智能天線系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的流程框圖；圖7為圖6實(shí)施例中基站升級(jí)時(shí)上行鏈路的處理流程框圖；圖8為圖6實(shí)施例中基站升級(jí)時(shí)下行鏈路的處理流程框圖。
智能天線分為自適應(yīng)智能天線和預(yù)多波束智能天線兩類。自適應(yīng)智能天線依據(jù)某種準(zhǔn)則形成用戶信號(hào)發(fā)射、接收模式。預(yù)多波束智能天線需要預(yù)先形成一組波束以滿足上下行鏈路工作的需要，該方法具有魯棒性強(qiáng)、同時(shí)改善上下行鏈路性能、兼容CDMA功率控制、切換等周邊技術(shù)的特點(diǎn)，因此實(shí)現(xiàn)比較容易，在本發(fā)明中，采用預(yù)多波束智能天線為升級(jí)天線。在實(shí)際進(jìn)行CDMA系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)，可依據(jù)業(yè)務(wù)密度、覆蓋和經(jīng)濟(jì)性等要求在某些基站采用智能天線系統(tǒng)，而在另一些基站采用非智能天線系統(tǒng)。其中非智能天線基站更換為智能天線基站又有兩種方法，一種方法是用智能天線基站完全取代非智能天線基站，一般投資比較大。另一種方法是在非智能天線基站基礎(chǔ)上通過更換部分軟件和硬件升級(jí)為智能天線基站。本發(fā)明所述智能天線基站是部分或全部扇區(qū)采用陣列天線的基站，非智能天線系統(tǒng)是指全部扇區(qū)采用常規(guī)天線的基站系統(tǒng)，圖1示出了一種采用非智能天線系統(tǒng)的基帶信號(hào)接收發(fā)射方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；非智能天線系統(tǒng)基站的前端由分集接收天線1、2、3和分集發(fā)射天線4、5、6，基帶變換與數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元7、8、9、10、11、12，和基帶處理模塊(13、14、15、16)等構(gòu)成。這種基站用分集天線分別接收不同衰落的空間多徑信號(hào)，多徑信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，在RAKE接收機(jī)里進(jìn)行多徑的搜索、跟蹤與合并。傳統(tǒng)基站的這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是分集所能取得的增益隨分集天線的增多趨于不變，而天線的空間特性沒有得到利用。
在圖2示出的采用本發(fā)明組成的蜂窩通信系統(tǒng)中，由于頻譜資源的有限性，蜂窩結(jié)構(gòu)的移動(dòng)通信系統(tǒng)是公認(rèn)的最好的組網(wǎng)方式。在網(wǎng)絡(luò)建造的初期用戶數(shù)據(jù)流量不大時(shí)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基站通常會(huì)選取圖中所示的全向型或三扇區(qū)型天線配置，這一點(diǎn)在經(jīng)濟(jì)上是合理的。如圖中C1、C4、C5、C7、C8、C10等小區(qū)采用全向性天線覆蓋小區(qū)，C2、C4、C9等小區(qū)采用三扇區(qū)天線覆蓋小區(qū)，而C6小區(qū)則采用智能天線覆蓋小區(qū)。隨著移動(dòng)用戶的增加，基站的負(fù)荷增大，用戶分布的區(qū)域性將越來越明顯，并導(dǎo)致用戶負(fù)荷在空間上分布的極度不均勻性。出于經(jīng)濟(jì)性的考慮，可以選擇本發(fā)明方法將部分扇區(qū)升級(jí)為智能天線工作模式。
圖3示出了采用本發(fā)明所提供的方法，將三扇區(qū)非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；按照這個(gè)實(shí)施例，通過適當(dāng)?shù)馗膭?dòng)將一個(gè)三扇區(qū)配置，每扇區(qū)采用空間發(fā)射、接收分集的非智能天線基站升級(jí)為使用智能天線的三扇區(qū)基站，該智能天線基站保留原來兩個(gè)扇區(qū)的非智能天線分集模式，即仍然采用空間發(fā)射和接收分集，第三個(gè)扇區(qū)的分集天線用陣列天線代替，上行方向形成4個(gè)波束覆蓋整個(gè)扇區(qū)，以提高這一扇區(qū)的容量、改善這個(gè)扇區(qū)的覆蓋或提高這個(gè)扇區(qū)的信號(hào)接收質(zhì)量。如圖所示，在需要形成4個(gè)波束的扇區(qū)增設(shè)4副天線17用于對空間信號(hào)進(jìn)行接收，4副天線19用于下行信號(hào)的發(fā)射，接收和發(fā)射信號(hào)可用同一副天線以雙工方式工作。天線接收的射頻信號(hào)在射頻接收模塊21進(jìn)行下變頻處理，將射頻信號(hào)變成基帶信號(hào)，基帶信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22進(jìn)行抽樣和采樣的數(shù)字化。在上行鏈路多波束形成模塊23對數(shù)字化的基帶信號(hào)進(jìn)行空間濾波。不采用智能天線的扇區(qū)仍舊用原分集天線進(jìn)行接收，如圖中所示的天線模塊18；模塊18接收的射頻信號(hào)在射頻模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊25進(jìn)行下變頻、抽樣和采樣等處理，處理后的信號(hào)與空間濾波后的多波束信號(hào)一起送到內(nèi)部總線24上(非智能天線總線設(shè)計(jì)時(shí)留有余量)?？偩€24上連接著空時(shí)二維接收模塊28，空時(shí)二維接收模塊完成用戶多徑在空間域或時(shí)域的分離和合并以及用戶的更軟切換，其輸出送到譯碼模塊30，其中譯碼模塊及其以后工作過程，按圖1所示的原有方法進(jìn)行處理，完成上行信號(hào)接收。同時(shí)空時(shí)二維接收模塊還要為下行判斷下行需要發(fā)射的波束，用窄波束發(fā)射可以降低下行總的干擾水平，這一過程的一個(gè)實(shí)施例可以參照圖4進(jìn)行。
在下行方向用戶數(shù)據(jù)流經(jīng)過擴(kuò)頻加擾模塊31后一路送向發(fā)射波束形成模塊29，發(fā)射波束形成模塊29根據(jù)上行鏈路判斷的用戶所在區(qū)域決定下行發(fā)射所用波束，上行接收波束和下行發(fā)射波束設(shè)計(jì)可以不一致，上下行方向的波束配置參照圖5。在更軟切換情況下，信號(hào)還同時(shí)送到扇區(qū)分集天線的發(fā)射射頻模塊27，按圖1所示的下行鏈路原有方法進(jìn)行處理。
在圖4示出的智能天線基站基帶處理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)中，設(shè)有空時(shí)二維接收模塊28，接收模塊由搜索模塊32、多個(gè)跟蹤分支模塊33、多徑合并模塊34，多徑合并模塊與譯碼電路35相連接，模塊32、模塊33對接收的波束輸出數(shù)據(jù)采樣總線24信號(hào)在空域和時(shí)域進(jìn)行多徑搜索和比較、跟蹤。模塊34對跟蹤的多徑進(jìn)行RAKE合并處理，同時(shí)搜索比較過程必須完成另外一個(gè)功能，即需要對各個(gè)波束內(nèi)的用戶多徑信號(hào)進(jìn)行分析，判斷用戶多徑信號(hào)集中在哪幾個(gè)波束內(nèi)，為下行波束發(fā)射提供控制信號(hào)。這一功能可以通過如下方法來完成，判斷用戶多徑信號(hào)的發(fā)散程度，并據(jù)此選擇若干個(gè)波束做下行發(fā)射波束，圖中用模塊35模擬這種軟件開關(guān)，選擇下行發(fā)射波束。下行波束選擇模塊29根據(jù)系統(tǒng)允許的復(fù)雜程度、抗干擾能力可以設(shè)置遠(yuǎn)多于上行波束個(gè)數(shù)的波束，圖中選擇設(shè)置7個(gè)下行波束。在實(shí)際多用戶情況中，輸入到模塊29的信號(hào)需要和其它用戶信號(hào)在各自需要發(fā)射的波束上相疊加，完成多用戶信號(hào)的合成。
圖5示出了由本發(fā)明提供的預(yù)多波束智能天線工作模式中上行方向接收、下行方向發(fā)射波束配置和使用方法。圖中波束沒有考慮副瓣電平的影響，但并不影響波束設(shè)計(jì)的方法。如圖中波束36、38、40、42用于上行接收，可以代替圖4中的上行波束1~4。下行發(fā)射波束不是上行接收波束的簡單翻版，而是一組經(jīng)過設(shè)計(jì)的波束，本發(fā)明給出的實(shí)施例是下行波束除含有具有與上行波束相同指向特性的波束36、38、40、42外，還含有下行發(fā)射波束37、39、41等，形成下行鏈路交織波束，這7個(gè)波束可以代替圖4所示的7個(gè)下行發(fā)射波束。在空時(shí)二維接收模塊中若搜索比較后的多徑在相鄰兩波束都有較大的能量時(shí)，下行發(fā)射波束即可以選擇這兩個(gè)波束用于下行發(fā)射，也可以根據(jù)情況選擇波束22、24或26進(jìn)行下行發(fā)射。
在圖6示出的非智能天線系統(tǒng)部分升級(jí)為智能天線系統(tǒng)的升級(jí)過程流程圖中，包括升級(jí)流程需要的三個(gè)步驟，方框43表示在升級(jí)時(shí)將擬升級(jí)區(qū)域用圖5所示的上下行波束進(jìn)行覆蓋，實(shí)現(xiàn)用戶的空間濾波，圖3是這一覆蓋過程的具體實(shí)現(xiàn)的原理性示意圖；方框44表示對上行升級(jí)扇區(qū)波束信號(hào)和非升級(jí)信號(hào)扇區(qū)進(jìn)行處理以完成上行鏈路的升級(jí)。圖7進(jìn)一步給出該方框44的進(jìn)一步細(xì)化表示。方框45表示對下行升級(jí)扇區(qū)波束信號(hào)和非升級(jí)扇區(qū)信號(hào)進(jìn)行處理以完成下行鏈路的升級(jí)。圖8給出了該方框45的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
圖7所示是基站升級(jí)時(shí)上行鏈路的處理流程圖，對應(yīng)于圖6中方框44的具體細(xì)節(jié)。在上行鏈路處理中，方框47、48根據(jù)圖4所示的原理框圖對用戶信號(hào)進(jìn)行空時(shí)二維接收形成上行鏈路數(shù)據(jù)，具體處理時(shí)將根據(jù)用戶所處的(更軟切換)狀態(tài)，進(jìn)行不同的空時(shí)二維處理。同時(shí)空時(shí)二維接收模塊28(圖4)將輸出下行需要發(fā)射的波束，這是方框49需要完成的功能。
圖8所示為基站升級(jí)時(shí)下行鏈路的處理過程，對下行鏈路處理時(shí)，將根據(jù)上行判斷的下行需要發(fā)射的波束或分集天線進(jìn)行下行發(fā)射波束用，圖4所示的原理框圖同樣描述了下行發(fā)射過程。這一過程和上行過程相類似，需要區(qū)分用戶所處的(更軟切換)狀態(tài)，并根據(jù)區(qū)分結(jié)果使用若干個(gè)波束或分集天線完成下行鏈路數(shù)據(jù)的傳輸，圖中的方框50、51、52給出了這一升級(jí)過程。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)注意到，本發(fā)明還可以其他具體形式被體現(xiàn)而不背離本發(fā)明的基本思想。因此本發(fā)明的實(shí)施例只是示例性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，其特征在于，包括如下步驟(a)、根據(jù)升級(jí)需要，選定一個(gè)升級(jí)扇區(qū)基站，更換或增加需升級(jí)扇區(qū)基站中的部份硬件，如天線、部分射頻硬件和放大器；(b)、采用數(shù)字波束或射頻波束形成的方法預(yù)先形成一組上下行波束覆蓋基站所需升級(jí)的區(qū)域；(c)、在上行方向基站中，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換或不處于更軟切換兩種情況，通過基帶的多分支合并技術(shù)，將更換后的陣列天線波束多徑信號(hào)和其它非升級(jí)扇區(qū)天線多徑信號(hào)合并；(d)、在下行方向基站中，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換或不處于更軟切換兩種情況和上行多徑分布，選擇升級(jí)扇區(qū)下行波束或其它非升級(jí)扇區(qū)天線發(fā)射下行信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，其特征在于，所述步驟(a)中，包括以下步驟將常規(guī)天線，如分集天線更換為具有N個(gè)單元的陣列天線；增加饋線到N個(gè)；增加射頻前端、射頻通道到N個(gè)；將原來的大功率放大器改換為N個(gè)小功率放大器；增加相應(yīng)的通道校正部分；增加波束形成網(wǎng)絡(luò)以形成接收和發(fā)射波束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，其特征在于，所述更換或增加基站的硬件步驟中，還包括更改基帶電路以完成信號(hào)處理功能的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，其特征在于，所述使用數(shù)字波束或射頻波束形成上下行波束的步驟中，包括天線信號(hào)的接收和發(fā)射，信號(hào)的加權(quán)和移相處理步驟；其中加權(quán)處理與移相過程在基帶或射頻上進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，其特征在于，所述步驟(c)包括以下步驟當(dāng)移動(dòng)臺(tái)不處于更軟切換時(shí)；對于傳統(tǒng)天線服務(wù)的扇區(qū)仍舊采用常規(guī)工作方式，不進(jìn)行修改，對于陣列天線服務(wù)的扇區(qū)上行鏈路處理方法是選擇有用戶多徑信號(hào)分布的某個(gè)或某幾個(gè)波束作為接收工作波束，然后通過多分支合并技術(shù)將各個(gè)波束的多徑能量較強(qiáng)的多徑信號(hào)合并；當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換時(shí)處理上行鏈路的方法是選擇所有的輸入信號(hào)，包括多波束空間濾波后的多徑信號(hào)和傳統(tǒng)天線接收的多徑信號(hào)進(jìn)行處理，將有用信號(hào)能量較強(qiáng)的多徑合并，完成更軟切換操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，其特征在于，所述步驟(d)包括以下步驟移動(dòng)臺(tái)不處于更軟切換時(shí)；下行信號(hào)發(fā)射方法是不升級(jí)扇區(qū)天線信號(hào)按常規(guī)方式發(fā)射；對升級(jí)扇區(qū)陣列波束信號(hào)，基站檢測上行鏈路的用戶信息如到達(dá)角度或上行波束接收用戶幅度，在此基礎(chǔ)上形成下行波束實(shí)現(xiàn)下行鏈路定向發(fā)射；移動(dòng)臺(tái)處于更軟切換時(shí)下行方向的波束發(fā)射方法是將下行鏈路信號(hào)在兩個(gè)扇區(qū)的天線同時(shí)發(fā)射，對升級(jí)為陣列天線的扇區(qū)可選擇某個(gè)或幾個(gè)波束進(jìn)行波束定向發(fā)射，對傳統(tǒng)天線扇區(qū)采用常規(guī)的下行鏈路工作方式發(fā)射。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法，其特征在于，所述下行波束定向發(fā)射步驟還包括下述選擇步驟當(dāng)多徑分布集中時(shí)，在預(yù)先形成的多個(gè)波束中選擇一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度最高的波束作為發(fā)射波束；當(dāng)多徑分布分散時(shí)，在預(yù)先形成的多個(gè)波束中選擇若干個(gè)信號(hào)強(qiáng)度高的波束作為發(fā)射波束。
8.一種非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采樣總線(24)、空時(shí)2維接收模塊(28)和下行波束選擇處理模塊(29)，所述數(shù)據(jù)采樣總線(24)的接口上連接有上行波束網(wǎng)絡(luò)(23)和分集天線(25)，所述空時(shí)2維接收模塊(28)分別與所述數(shù)據(jù)采樣總線(24)和波束選擇處理模塊(29)相連接，所述空時(shí)2維接收模塊(28)的接口上連接有譯碼電路(30)，波束選擇處理模塊(29)的接口上連接有擴(kuò)頻加擾用戶信號(hào)流電路模塊(31)
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)，其特征在于，所述空時(shí)2維接收模塊(28)中設(shè)置有，搜索模塊(32)，與搜索模塊(32)相連接的多個(gè)跟蹤分支模塊(33)，與多個(gè)跟蹤分支模塊(33)相連接的多徑合并模塊(34)，所述搜索模塊(32)、跟蹤分支模塊(33)，與數(shù)據(jù)總線相連接，所述多徑合并模塊(34)與譯碼電路(30)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的基帶處理系統(tǒng)，其特征在于，所述波束選擇處理開關(guān)中設(shè)置有下行波束發(fā)射網(wǎng)絡(luò)，與所述網(wǎng)絡(luò)相連接用于選擇網(wǎng)絡(luò)中波束個(gè)數(shù)的模擬軟件開關(guān)模塊(35)，所述軟件開關(guān)模塊(35)分別與擴(kuò)頻加擾用戶信號(hào)流電路(31)和空時(shí)2維接收模塊(28)中的搜索模塊(32)相連接。
全文摘要
一種非智能天線基站升級(jí)為智能天線基站的方法及基帶處理系統(tǒng)，所述方法是通過更換或增加基站中需升級(jí)扇區(qū)的部份硬件，采用多波束信號(hào)覆蓋升級(jí)區(qū)域，對上行、下行升級(jí)扇區(qū)中的波束信號(hào)和非升級(jí)扇區(qū)信號(hào)進(jìn)行處理，所述升級(jí)系統(tǒng)中設(shè)有數(shù)據(jù)采樣總線、空時(shí)二維接收模塊和下行波束選擇處理模塊和上行波束網(wǎng)絡(luò)，升級(jí)后的基站在保持同樣信號(hào)接收質(zhì)量的條件下增加了基站的覆蓋范圍，提高了通訊系統(tǒng)能夠支持的業(yè)務(wù)量。
文檔編號(hào)H04B7/04GK1391369SQ0111341
公開日2003年1月15日 申請日期2001年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月8日
發(fā)明者趙建平, 查明勇, 李鯤鵬 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所